James Carpenter只需要一些人工月球土壤, 這位元荷蘭諾德韋克市歐空局(ESA)月球探索專家在研究一個鑽頭, 其設計目的是獵取月球上埋藏的冰。 他所在團隊近日從美國一家商業供應商那裡訂購了半噸粉末材料模擬月表土壤。 但最終呈現的並非該團隊期待的結果。 “其物理性質的差異用肉眼也可以看到。 ”Carpenter說。
土壤類比物
Carpenter的經歷突顯了人工太空土壤領域一直存在的問題, 即如何使土壤模擬物更一致、更可靠。 現在, 一個新專案正在設法解決這一問題。 今年6月, 美國宇航局(NASA)在其下屬8個研究中心設立了一個科學家團隊,
奧蘭多中佛羅里達大學行星科學家Philip Metzger評價說:“NASA正在嘗試征服土壤模擬的‘西大荒’。 ”
這樣的材料旨在模擬覆蓋行星和小行星表面的塵埃和碎岩的混合物。 工程師可利用這種人工土壤測試空間探索技術如鑽探和漫遊, 並通過將太空塵埃放入3D印表機或是擠壓來瞭解宇航員是否可以製作一些結構。 此外, 科學家還利用模擬物探索諸如岩石在太空中如何風化等地質過程。
模擬“塵土”
多年以來, 空間機構和研究組織一直在設法製作自己的人工土壤,
但沒有一種人工土壤能夠重現一個行星表面的所有物理和化學特徵。 工程師研發的用於驅動著陸器的混合物, 可能對研究月球地球化學性質沒有一丁點價值。
印第安那州諾特丹大學月球科學家Clive Neal說, 研究人員往往不會關注這些限制。 “我們對它可被用於什麼以及不能用於什麼完全沒有鑒定。 ”他說, “如果你將它用於不正確的事情, 最終得到的將是誤導性的結果。
2010年, 一個月球科學家委員會建議NASA開發一個資料庫, 可以讓研究人員用來對比不用模擬物的特性, 並挑選出最好的模擬出加以使用。 但該機構沒有資金支援這樣的專案。 一個新的工作組概括了覆蓋所有類型行星體的模仿物倉庫需要花費多少資金。 “有希望的是, 我們有能力建立這樣一個倉庫。 ”華盛頓特區NASA太陽系探索研究虛擬研究所副主任Brad Bailey說。
這個倉庫將包括由奧蘭多小行星礦業公司“深空產業”製造的四類新行星的土壤模擬物。 NASA已經為未來兩年的研究訂購了5噸模擬物。 每種模擬物均基於不同種類的隕石——碳質球粒隕石, 它們據認為是大塊的小行星。
秘密“配方”
為了製作人工小行星塵埃, 技術人員混合了各種礦物質,
深空產業今年3月向NASA交付了首批512公斤的模仿物, 並在6月交付了532公斤的第二批模擬物。 NASA計畫將其用於OSIRIS-REx(抵達小行星採集樣本並返回地球的探測器)等任務。
在歐洲, Carpenter和同事仍在獵尋其最喜歡的月球土壤, 但他們已經放棄了商業訂購。 研究人員將需要700噸類比物用於德國科隆ESA宇航員訓練中心一個籌畫的月球棲息地, 他們正在家門口不遠的地方尋找目標, 且已經決定碾碎附近埃菲爾地區玄武岩礦山的岩石。